JP2019193632A - 作業装置及びこの作業装置を備えた作業機 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に開示された散布装置は、トラクタから供給される電力によって電動機を回転させることにより駆動される。
好ましくは、前記制御部は、前記回生動力が発生するときに前記切換部を接続状態に切り換え、前記回生動力が消滅したときに前記切換部を遮断状態に切り換える。
好ましくは、前記電動機は、複数の電動機を含み、前記制御部は、前記複数の電動機の全てに回生動力が発生するときに、前記切換部を接続状態に切り換える。
好ましくは、前記電動機は、複数の電動機を含み、前記制御部は、前記複数の電動機のうちの少なくとも1つに逆回転の指令を送信するときに、前記切換部を接続状態に切り換える。
本発明の一態様に係る作業機は、原動機を備えた走行車両と、前記走行車両に連結されて農作業を行う作業装置と、を備え、前記作業装置は、農作業を行う作業部と、電力により駆動する電動機と、前記電動機の駆動により生じる動力が入力され、且つ入力された動力を前記作業部に伝達する動力伝達機構と、前記電動機に発生した回生動力を消費する回生抵抗と、前記電動機と前記回生抵抗との接続状態と遮断状態とを切り換える切換部と、を有し、前記走行車両又は前記作業装置は、前記電動機の駆動及び前記切換部の切り換え動作を制御する制御部を備えている。
好ましくは、前記電動機の動作を制御するインバータと、前記インバータに接続され且つ前記インバータを介して前記電動機に電力を供給する電力供給回路と、前記電動機の回転数を検出する検出器と、を備え、前記制御部は、当該制御部から前記電動機の回転数を制御するために前記インバータに送信する指令回転数と、前記検出器で検出され且つ前記インバータから受信する受信回転数とに基づいて、前記回転体の回転数を算出する。
好ましくは、作業装置は、圃場に肥料を散布する肥料散布装置、圃場に薬剤を散布する薬剤散布装置、圃場に種を播く播種装置、刈り取った作物を集めて成形する成形装置のいずれかである。
先ず、本発明に係る作業機1について説明する。
図1は作業機1の全体の側面図を示しており、図2は作業機1の後部の平面図を示している。
作業機1は、走行車両2と作業装置3とを備えている。
作業装置3は、圃場等に対する作業(農作業)を行う装置である。作業装置3は、走行車両2により牽引されるインプルメントやアタッチメント等である。但し、作業装置3は、走行車両2により牽引されることなく独立して走行可能なものであってもよい。
トラクタ2は、車体4と、走行装置5と、連結装置6と、を備えている。本発明の実施形態において、車体4に搭載された運転席7に着座した運転者の前側(図1の左側)を前方、運転者の後側(図1の右側)を後方、運転者の左側(図1の手前側)を左方、運転者の右側(図1の奥側)を右方として説明する。また、前後方向K1(図1参照)に直交する方向である水平方向K2(図2参照)を車両幅方向として説明する。
走行装置5は、車体4の前部に設けられた前輪5Fと、車体4の後部に設けられた後輪5Rとを有している。前輪5Fは、車体フレーム8に支持されている。後輪5Rは、後輪デフ装置14の出力軸に支持されている。走行装置5は、本実施形態の場合はタイヤ型であるが、クローラ型であってもよい。
走行車両2は、当該走行車両2に搭載された電装品等を制御する制御部であるECU(Electric Control Unit)を備えている。このECU(以下、「車両側ECU」という)は、CPUやEEPROM等を備えるマイクロプロセッサ等により構成されている。車両側ECUと電装品等とはCAN(Controller Area Network)等の回線を介して通信可能に接続されている。
図3は、作業機1の動力伝達系を示している。
図3に示すように、変速装置13は、主軸(推進軸)13aと、主変速部13bと、副変速部13cと、シャトル部13dと、PTO動力伝達部13eと、を備えている。推進軸13aは、変速装置13のハウジングケースに回転自在に支持されている。推進軸13aには、エンジン11のクランク軸からの動力が伝達される。主変速部13bは、複数のギア及び当該ギアの接続を変更するシフタを有している。主変速部13bは、複数のギアの接続(噛合)をシフタで適宜変更することによって、推進軸13aから入力された回転速度を変更して出力する(変速する)。
シャトル部13dは、シャトル軸16と前後進切替部17とを有している。シャトル軸16には、副変速部13cから出力された動力がギア等を介して伝達される。シャトル軸16には、後輪デフ装置14が設けられている。後輪デフ装置14には、後輪5Rを支持する後車軸が回転自在に支持されている。前後進切換部17は、例えば、油圧クラッチや電動クラッチ等のクラッチで構成され、当該クラッチの入切によってシャトル軸16の回転方向、即ち、トラクタ2の前進及び後進を切り換える。
PTOクラッチ18は、推進軸13aの動力をPTO軸19に伝達する接続状態と、推進軸13aの動力をPTO軸19に伝達しない切断状態とに切換可能なクラッチである。具体的には、PTOクラッチ18は、推進軸13aとPTO推進軸19aとの間に設けられている。PTOクラッチ18は、油圧クラッチや電動クラッチ等で構成され、当該クラッチの入切によって、推進軸13aの動力(エンジン11の動力)をPTO軸19に伝達する状態と、推進軸13aの動力をPTO軸19に伝達しない状態とを切り換えることができる。
次に、発電機15を含む発電機ユニット12について説明する。
図5、図6に示すように、発電機ユニット12は、トラクタ(走行車両)2に装着される。より詳しくは、図7、図8に示すように、発電機ユニット12は、ミッションケース10の後部に装着される。
図9〜図15に示すように、発電機ユニット12は、発電機15、入力軸24、伝達機構25、取付フレーム26、コネクタ27を備えている。以下、発電機ユニット12について説明するが、発電機ユニット12に関する方向は、発電機ユニット12をトラクタ2の後部に装着した状態(図5、図6参照)を基準とする。具体的には、図9の矢印A方向を前方、矢印B方向を後方、矢印C方向を左方、矢印D方向を右方という。また、矢印A方向と矢印B方向とを合わせて上下方向、矢印C方向と矢印D方向とを合わせて車両幅方向という。
さらに、発電機15の出力電圧は、48V以下とすることもできる。発電機15の出力電圧を48V以下とすることにより、自動車の電動化技術を適用することができる。また、農作業に使用される様々な種類の作業装置3に対して電力を供給して駆動させることができる。
入力軸24は、エンジン11からの動力が入力される軸である。図15に示すように、入力軸24は、一端側に第1接続部24aを有している。第1接続部24aには、PTO軸19(PTO出力軸19b)が接続される。本実施形態の場合、第1接続部24aに形成された内歯スプラインに対して、PTO出力軸19bに形成された外歯スプラインが嵌合される。これにより、エンジン11からの動力は、PTO出力軸19bを介して第1接続部24aから入力軸24に入力される。入力軸24の他端側には、第2接続部24bが設けられている。第2接続部24は、作業装置3に接続可能である。本実施形態の場合、第2接続部24bは、入力軸24の外周に形成された外歯スプラインである。これにより、入力軸24に入力された動力を作業装置3に伝達することができる。
エンジン11からの回転動力は、PTO出力軸19bを介して第1接続部24aから入力軸24に入力される。入力軸24に入力された回転動力は、2つに分岐して伝達される。分岐された回転動力の一方は、入力軸24の第2接続部24bから出力される。分岐された回転動力の他方は、入力軸24に装着された第1歯車251から第2歯車252、第3歯車253、第4歯車256を介して出力軸256から出力されて、出力軸256から発電機15に伝達される。
装着部33は、トラクタ2に対して装着される部分である。装着部33は、第1装着部331と第2装着部332とを含む。第1装着部331は、取付フレーム26の左部に配置されている。第2装着部332は、取付フレーム26の右部に配置されている。第1装着部331は、トラクタ2の幅方向(車両幅方向)の一方側(左側)に装着される。第2装着部332は、トラクタ2の幅方向の他方側(右側)に装着される。
第1取付部341は、第1側板331bの内面から右方(第2側板332b側)に向けて延設されている。第1取付部341は、板状であって、一方の面が前方を向き、他方の面が後方を向いている。第1取付部341は、第1装着部331の第1前板331aの後方に配置されている。第1取付部341の一方の面(前面)は、第1前板331aの他方の面(後面)と対向している。第1取付部341は、上下方向に間隔をあけて複数(2つ)設けられている。第1取付部341には、第1取付孔341aが形成されている。
図12、図14等に示すように、取付フレーム26には、コネクタ37(以下、「第1出力コネクタ37」という)が取り付けられている。第1出力コネクタ37と発電機15とは、導電ケーブル(図示略)により接続されている。これにより、発電機15から出力される電力は、導電ケーブルを介して第1出力コネクタ37へと導かれる。第1出力コネクタ37は、発電機15から出力される電力を作業装置3に供給するためのケーブル(以下、「電力供給ケーブル」という)を接続可能である。電力供給ケーブルを第1出力コネクタ37に接続することにより、発電機15から出力される電力を第1出力コネクタ37から電力供給ケーブルを介して出力することができる。図6に第1出力コネクタ37に電力供給ケーブル95Aを接続した状態を示している。電力供給ケーブル95Aについては後程さらに説明する。
第1制御部30は、筐体39に収容されて取付フレーム26に取り付けられている。具体的には、第1制御部30を収容する筐体39は、第2装着部332の第2側板332bに取り付けられている。尚、本実施形態の場合、筐体39は、第2側板332bの外面に取り付けられているが、第1側板331bの外面に取り付けてもよい。また、筐体39は、第2側板332bの内面又は第1側板331bの内面、或いは連繋部35に取り付けてもよい。この場合、第1制御部30は、第1装着部331と第2装着部332との間に配置される。
図7、図8等に示すように、発電機ユニット12は、トラクタ2に装着される。具体的には、発電機ユニット12は、トラクタ2のミッションケース10の後部に装着される。ミッションケース10に対する発電機ユニット12の装着は、図8の一点鎖線L3に示すように、取付フレーム26に形成された第1装着孔331c及び第2装着孔332cをミッションケース10の後面に形成されたねじ孔10aと重合して、ボルト(図示略)を第1装着孔331c及び第2装着孔332cに挿通してねじ孔10aに螺合する。これにより、取付フレーム26がミッションケース10の後面に装着され、発電機ユニット12がトラクタ2に装着される。尚、図8では、第1装着孔331c及び第2装着孔332cとねじ孔10aとの重合を表す一点鎖線L3は一部のみ(見える部分のみ)を示している。第1装着孔331c及び第2装着孔332cとねじ孔10aとの重合箇所の数は、第1装着孔331c及び第2装着孔332cの合計数と一致する。本実施形態の場合、重合箇所は合計10箇所(第1装着部331側が5箇所、第2装着部332側が5箇所)となる。
図7に示すように、連結装置6は、ミッションケース10の後部に接続されている。連結装置6は、リフトアーム6A、3点リンク機構6B、シフトシリンダ6Cを有している。
リフトシリンダ6Cは、油圧シリンダである。リフトシリンダ6Cは、第1リフトシリンダ6CLと第2リフトシリンダ6CRとを含む。第1リフトシリンダ6CLは、一端部が第1リフトアーム6ALに接続され、他端部がミッションケース10の左下部に接続されている。第2リフトシリンダ6CRは、一端部が第2リフトアーム6ARに接続され、他端部がミッションケース10の右下部に接続されている。リフトシリンダ6Cの駆動によって、第1リフトアーム6ALと第2リフトアーム6ARは、横軸6D回りに回動して上下方向に揺動する。第1リフトシリンダ6CL及び第2リフトシリンダ6CRには、電磁制御弁が接続されている。電磁制御弁は、制御部(車両側ECU)からの制御信号に基づいて第1リフトシリンダ6CL及び第2リフトシリンダ6CRを駆動(伸縮)することができる。
次に、作業装置3について説明する。
作業装置3は、農作業を行う装置である。言い換えれば、作業装置3は、圃場に対して作業を行う装置である。作業装置3は、発電機ユニット12が装着されたトラクタ2から供給される電力により駆動する。作業装置3は、60V以下の低電圧で作動可能なものが好適に使用される。また、作業装置3は、48V以下の低電圧で作動可能なものであってもよい。具体的には、作業装置3としては、圃場に散布物を散布する散布装置、圃場に種を播く播種装置、刈り取った作物(牧草等)を集めて成形する成形装置(ベーラ)等が好適に使用される。散布装置としては、圃場に肥料を散布する肥料散布装置(スプレッダ)や、圃場に薬剤(薬液)を散布する薬剤散布装置(スプレーヤ)等が使用される。播種装置としては、例えば、種子を条播きするドリルシーダ等のシーダや、一定間隔で種を播くプランタ等が使用される。本実施形態の場合、作業装置3は散布装置であるため、以下、作業装置3が散布装置3であるとして説明をする。
収容部31は、圃場に散布される散布物(肥料、農薬等)を収容する。
収容部31は、略逆角錐形のホッパから構成されている。ホッパは、第1ホッパ31Aと第2ホッパ31Bとを含む。第1ホッパ31Aは、車両幅方向の一方側(左側)に配置されている。第2ホッパ31Bは、車両幅方向の他方側(右側)に配置されている。但し、ホッパの数は限定されない。収容部31は、上端部に散布物の投入口を有し、下端部に散布物を取り出す取出口を有している。取出口の数は限定されないが、本実施形態の場合、後述する回転体(ディスク)40の数に応じて設定されている。具体的には、回転体40の数が2つであり、取出口の数も2つである。尚、回転体40の数が2つであり、取出口の数が1つであってもよい。
第1回転体410は、円板状であって、縦方向(上下方向)に延びる中心軸40a回りに回転する。第1回転体410の上面には、複数の回転翼(羽根部材)40bが取り付けられている。回転翼40bは、第1回転体410と共に中心軸40a回りに回転する。複数の回転翼40bは、周方向に間隔をあけて配置されており、中心軸40aの近傍から径外方向に向けて延びている。第1回転体410は、中心軸40a回りに回転することによって、第1取出口71から落下してきた散布物を、回転翼40bに当てて外方(径外方向)に向けて放射状に飛散させる。
本実施形態の場合、第1散布部321と第2散布部322の散布方向はそれぞれ異なっている。第1散布部321の散布方向は、車両幅方向の一方及び後方である。第2散布部322の散布方向は、車両幅方向の他方及び後方である。図2の白抜き矢印に示すように、本実施形態の場合、第1散布部321の主な散布方向は左方及び左後方、第2散布部322の主な散布方向は右方及び右後方である。尚、白抜き矢印で示した方向は、主たる散布方向であり、実際には白抜き矢印で示した方向を含む扇形状に拡がって散布される。
図1、図2、図4に示すように、散布装置3は、動力伝達機構50を備えている。動力伝達機構50は、モータ23の駆動により生じる動力とエンジン11から供給される動力とが入力され、且つ入力された動力を散布部(作業部)32に伝達する。具体的には、動力伝達機構50は、モータ23からの動力とPTO軸19からの動力を第1回転体410及び第2回転体420に伝達可能な機構である。
以下、図17に基づいて動力伝達機構50について説明する。但し、図17に示す動力伝達機構50は一例であって、動力伝達機構50の構成を限定するものではない。
散布部32は、駆動部49に含まれる駆動源(第1駆動源48A、第3駆動源48C)と、トラクタ2に備えられた別の駆動源(第2駆動源48B)からの動力により駆動される。
第1駆動源48Aと第3駆動源48Cは、散布装置3の駆動部49に含まれる変速可能な駆動源である。本実施形態の場合、第1駆動源48Aと第3駆動源48Cは、それぞれ発電機15からの動力によって駆動する第1モータ231と第2モータ232である。第2駆動源48Bは、トラクタ2に備えられたエンジン11である。
入力伝達部51は、第1駆動源48A(第1モータ231)から入力される動力と、第2駆動源48B(エンジン11)から入力される動力とを、第1遊星歯車機構52に伝達する。入力伝達部51は、第1入力歯車53、第2入力歯車54、第3入力歯車55、第4入力歯車56、第1軸57、第2軸58、第3軸59を有している。第1入力歯車53は、第1モータ231の出力軸と接続されており、第1モータ231の駆動により回転する。第2入力歯車54は、第1入力歯車53と噛み合っており、第1入力歯車53の回転に伴って回転する。第2入力歯車54の中心には、第1軸57の一端側が接続されている。第3入力歯車55の中心には、第2軸58の一端側が接続されている。第2軸58の他端側は、接続具(ユニバーサルジョイント等)を介して入力軸24の第2接続部24b(図15参照)と接続されている。エンジン11からの回転動力は、PTO出力軸19bを介して入力軸24に入力される。入力軸24に入力された回転動力は、図15に示した伝達機構25を介して2つの経路に分岐されて伝達される。分岐された回転動力は、一方が発電機15に伝達され、他方が入力軸24の第2接続部24bから第2軸58に伝達される。
第1遊星歯車機構52は、第1太陽歯車60と、第1遊星歯車61と、第1遊星キャリア62と、第1内歯車63と、を有している。第1太陽歯車60は、第1遊星歯車61と噛み合っている。第1遊星歯車61は、第1遊星キャリア62により回転可能に支持されており、第1太陽歯車60の周囲を回転(公転)可能である。第1遊星キャリア62は、第1遊星歯車61の回転(公転)に伴って回転する。第1内歯車63は、第1遊星歯車61と噛み合っている。第1遊星歯車61には、第3軸59の他端側が接続されている。これにより、第4入力歯車56の回転に伴って第1遊星歯車61が第1太陽歯車60の周囲を回転(公転)し、第1遊星歯車61の回転に伴って第1内歯車63が回転する。
第1動力伝達部70は、分離伝達部65から一方(一方伝達軸68)に伝達された動力を、第1回転体410に伝達する。第1動力伝達部70は、変速部71と、伝達軸72と、第3伝達歯車73と、第4伝達歯車74と、を有している。
変速部71は、第3駆動源48C(第2モータ232)を含む。変速部71は、第3駆動源48Cの変速に応じて第1回転体410又は第2回転体420の回転速度を変更する。変速部71は、第2遊星歯車機構75と駆動歯車76とを有している。
第2太陽歯車77は、第2遊星歯車78と噛み合っている。第2太陽歯車77は、分離伝達部65と接続されている。具体的には、第2太陽歯車77の中心に、一方伝達軸68の他端側が接続されている。第2遊星歯車78は、第2太陽歯車77と噛み合っている。第2遊星歯車78は、第2遊星キャリア79により回転可能に支持されており、第2太陽歯車77の周囲を回転(公転)可能である。第2遊星キャリア79は、第2遊星歯車78の回転(公転)に伴って回転する。
第2遊星キャリア79には、伝達軸72の一端側が接続されている。伝達軸72の他端側は、第3伝達歯車73の中心に接続されている。第4伝達歯車74は、第3伝達歯車73に噛み合っている。第4伝達歯車74の回転軸の方向は、第3伝達歯車73の回転軸の方向と交差(直交)している。第4伝達歯車74の中心は、第1回転体410の中心軸と接続されている。これにより、第4伝達歯車74の回転の動力は、第1回転体410に伝達される。
尚、第2太陽歯車77の中心に伝達軸72の一端側を接続し、伝達軸72の他端側を第3伝達歯車73の中心に接続し、第2遊星キャリア79に一方伝達軸68の他端側を接続し、一方伝達軸68の一端側を第2伝達歯車67に接続してもよい。この場合、第2遊星歯車78は第2遊星キャリア79及び分離伝達部65を介して第2回転体420に動力を伝達可能であり、第2太陽歯車77は伝達軸72を介して第1回転体410に動力を伝達可能である。
第2動力伝達部82は、分離伝達部65から他方(他方伝達軸69)に伝達された動力を、第2回転体420に伝達可能である。
第2動力伝達部82は、第5伝達歯車83と第6伝達歯車84とを有している。第2動力伝達部82を構成する歯車(第5伝達歯車83、第6伝達歯車84)は、いずれも傘歯車である。
上記第1遊星歯車機構52において、第3軸59と接続された第1遊星キャリア62は、エンジン11からの動力がPTO軸19を介して入力される第1入力部である。また、第1軸57と接続された第1太陽歯車60は、モータ23の駆動により生じる動力が入力される第2入力部である。また、上記動力伝達機構50において、出力伝達軸64、分離伝達部65、第1動力伝達部70、第2動力伝達部82は、第1遊星歯車機構52から散布部(作業部)32に対して動力を出力する出力部である。
第1駆動源48A(第1モータ231)からの動力は、入力伝達部51を介して第1遊星歯車機構52に入力される。第2駆動源48B(エンジン11)からの動力は、PTO出力軸19b、入力軸24、第2軸58、入力伝達部51を介して第1遊星歯車機構52に入力される。
従って、第1駆動源48A(第1モータ231)からの動力によって、第1回転体410と第2回転体420を回転させることができる。また、第2駆動源48B(エンジン11)からの動力によって、第1回転体410と第2回転体420を回転させることもできる。つまり、第1駆動源48Aと第2駆動源48Bのいずれかの動力を使用して第1回転体410と第2回転体420を回転させることができる。また、第1駆動源48Aと第2駆動源48Bの両方の動力を使用して第1回転体410と第2回転体420を回転させることもできる。加えて、第1駆動源48Aは変速可能であるため、第1駆動源48Aを変速することによって、第1回転体410と第2回転体420の回転速度を変更することができる。
以下、変速部71の作用について説明する。
変速部71の第3駆動源48C(第2モータ232)を駆動すると、当該第3駆動源48Cからの動力は、駆動歯車76と中継歯車81を介して第2内歯車80の外歯に伝達される。そのため、第3駆動源48Cを駆動すると、第2内歯車80が回転する。第2内歯車80の回転は、当該第2内歯車80の内歯を介して第2遊星歯車78に伝達され、第2遊星歯車78が回転する。第2遊星歯車78の回転に伴って第2遊星キャリア79が回転し、当該回転の動力は、伝達軸72、第3伝達歯車73、第4伝達歯車74を介して第1回転体410に伝達される。
また、変速部71を第2動力伝達部82に設け、第3駆動源48Cからの動力を当該第2動力伝達部82の変速部71(第2内歯車80の外歯)に伝達する構成としてもよい。この構成を採用した場合、第3駆動源48Cの変速に応じて第2回転体420の回転速度を変更することができる。この構成によっても、第1回転体410の回転速度と第2回転体420の回転速度とを異ならせることができる。
第1動力伝達部70又は第2動力伝達部82に上記切換部を設けることにより、PTO軸19の回転を停止することなく、第1回転体410と第2回転体420のいずれか一方の回転を停止することができる。
図18、図19に示すように、散布装置(作業装置)3は、モータ23に発生した回生動力(回転電力)を処理(消費)するための回生動力処理部89を有している。回生動力処理部89により回生動力が処理されるモータ23は、第1モータ231であってもよいし、第2モータ232であってもよいし、第1モータ231と第2モータ232の両方であってもよい。
回生動力処理部89は、モータ23、インバータ22、動力伝達機構50、処理回路90を有している。処理回路90は、回生抵抗(レジスター)91、切換部92、制御部93(以下、「第2制御部93」という)、及び、電気信号を伝達可能な配線94を有している。
上述した通り、動力伝達機構50は、モータ23の駆動により生じる動力とエンジン11から供給される動力(PTO軸19からの動力)とが入力され、且つ入力された動力を散布部(作業部)32に伝達する。ここで、散布部32の負荷の状態(例えば、第1回転体410又は第2回転体420の回転数)によっては、モータ23に負のトルクが加わり、回生動力(回生電力)が発生する。モータ23に回生動力が発生した場合、回生動力を消費しなければ所望の回転出力が得られなくなる。特に、PTO軸19(PTO出力軸19b)の回転数を一定とし、モータ23の回転数の変更によって第1回転体410又は第2回転体420の回転数を変更する場合、モータ23に回生動力(回生電力)が発生することがある。回生動力処理部89は、この発生した回生動力を処理(消費)する。
以下、回生動力処理部89による回生動力の処理方法(処理動作)について説明する。
また、第2制御部93は、複数のモータの全て(第1モータ231と第2モータ232の両方)に回生動力が発生するとき(以下、「第1条件」という)、及び、複数のモータのうち一のモータ(例えば、第1モータ231)に回生動力が発生し且つ他のモータ(例えば、第2モータ232)に力行動力が発生し、且つ一のモータに生じた回生動力が他のモータに生じた力行動力を上回るとき(以下、「第2条件」という)に、切換部92を接続状態に切り換える制御を行う構成(以下、「第3構成」という)を採用することもできる。即ち、第2制御部93は、第1条件を満たした場合と第2条件を満たした場合の両方の場合において、切換部92を接続状態に切り換える制御を行う。つまり、第3構成は、複数のモータ(第1モータ231と第2モータ232)の実所要動力の合算値が負のときに切換部92を接続状態に切り換え、複数のモータの実所要動力の合算値が正のときに切換部92を遮断状態に切り換える制御を行う構成である。
以下、上述した回生動力処理部89による回生動力の処理方法(処理動作)について、具体例を挙げて説明する。具体例は、作業装置が図17に示す駆動部49を有する散布装置3であって、駆動部49が以下の条件(以下、「設定条件」という)を満たしている場合の例である。
・ωM2:ωC2=77:120=1:1.558
・ωPTO:ωS1=59:58=1:0.983
・ωC1:ωA2=18:14=1:0.778
・ωA2:ωB2=41:12=1:0.293
・ωS2:ωB1=14:27=1:1.929
・ZC1/ZA1=63/27=2.333
・ZC2/ZA2=96/48=2.0
図20〜図23は、駆動部49の駆動パターンの例を示した表である。以下、図20に示した駆動パターンを「パターン1」、図21に示した駆動パターンを「パターン2」、図22に示した駆動パターンを「パターン3」、図23に示した駆動パターンを「パターン4」という。各表に示した数値は、回転数(rpm)である。また、全ての駆動パターンにおいて、PTO出力軸19bの回転数は1000(rpm)に固定されている。
図24の表の最も左側の条件(B1:200、B2:500)では、第1モータ231に発生する動力と第2モータ232に発生する動力を合算すると、力行動力(211W)となり、回生動力は発生しない。そのため、第2制御部93は、切換部92を接続状態に切り換える制御を行わない。
図24の表の左から3番目の条件(B1:400、B2:300)では、第1モータ231に発生する動力と第2モータ232に発生する動力を合算すると、回生動力(844W)となる。そのため、第2制御部93は、切換部92を接続状態に切り換える制御を行う。
尚、上述した具体例は、あくまでも特定の条件に基づいた一例であって、回生動力処理部89による回生動力の処理方法(処理動作)は、上述した具体例には何ら限定されない。例えば、第2制御部93による切換部92の切り換えのタイミングは、モータ23(第1モータ231、第2モータ232)の実トルクと実回転数から所要動力(実所要動力)を算出して合算することにより決定することができる。モータ23の実トルクは、インバータ22からモータ23に出力される電流値から算出することができる。モータ23の実回転数は、モータ23に付設された回転数センサ等の検出器により検出することができる。
そこで、モータの実所要動力(実負荷)が変動しても第2制御部93による切換部92の切り換えが頻繁に(無駄に)行われることを防止するための対策が必要となる。以下、この切換部92の保護対策について説明する。以下の説明では、第1〜第3の3つの保護対策について説明する。これら3つの保護対策は全てを採用することが好ましいが、3つの対策のうちの任意の1つ又は2つの対策のみを採用してもよい。
先ず、切換部92の第1の保護対策として採用される構成について説明する。
図25は、作業装置が散布装置3である場合における回転体40の回転数RV(rpm)とモータ23の所要動力の振れ幅WD(W)との関係を模式的に示したグラフである。図25に示すように、回転体40の回転数が増加すると実所要動力の振れ幅が小さくなり、回転体40の回転数が減少すると実所要動力の振れ幅が大きくなる。つまり、実所要動力の振れ幅は、回転体40の回転数が第1回転数RV1であるときは第1振れ幅WD1となり、回転体40の回転数が第1回転数RV1よりも低い第2回転数RV2であるときは第1振れ幅よりも大きい第2振れ幅WD2となる。
第2制御部93は、モータ23の実所要動力(第1モータ231と第2モータ232の実所要動力の合算値)が第1閾値以上となった場合、常に回生抵抗91を無効とする(切換部92を遮断状態とする)。また、第2制御部93は、モータ23の実所要動力(第1モータ231と第2モータ232の実所要動力の合算値)が第2閾値以下となった場合、常に回生抵抗91を有効とする(切換部92を接続状態とする)。従って、第1閾値は回生抵抗が常に無効となる閾値(無効閾値)であり、第2閾値は回生抵抗が常に有効となる閾値(有効閾値)である。
第1閾値=第2閾値+(実所要動力の振れ幅×安全率)・・・(A)
第1閾値の設定に用いる実所要動力の振れ幅は、回転体40の定常回転数における実所要動力の振れ幅である。定常回転数は、回転体40が作業を行うときの定常状態の回転数である。作業装置が散布装置3である場合、第1閾値の設定に用いる実所要動力の振れ幅は、回転体40が散布物の散布を行うときの定常状態の回転数(定常回転数)における実所要動力の振れ幅である。
第2閾値を0W未満の負値に設定する理由は、以下の通りである。
モータ23に発生した回生動力は、第1配線(電力供給回路)941の抵抗による損失や発電機15の内部の損失等によって一定量消費される。そのため、これらの損失分を考慮して第2閾値を0W未満の負値に設定する。この場合、第2閾値は、例えば−200W程度に設定される。
リレー等から構成される切換部92は、接続状態と遮断状態との切り換えのために一定の動作時間を要する。そのため、切換部92の動作時間(遅れ)を考慮して第2閾値を0Wを超える正値に設定する。この場合、第2閾値は、切換部92の性能(動作時間)に依存して設定され、例えば+200W程度に設定される。切換部92の性能が良い(動作時間が短い)場合には、第2閾値の正値は小さく(0Wに近く)設定される。
上記算出式(A)において、安全率は、1を超える値(例えば、2〜3)に設定される。
上記算出式(A)において、第2閾値が−100W、実所要動力の振れ幅が500W、安全率が2であるとすると、第1閾値(W)は以下の通りに900Wと算出される。
−100W+(500W×2)=900W
第2制御部93は、モータ23の実所要動力(第1モータ231と第2モータ232の実所要動力の合算値)が、一旦第1閾値(例えば、900W)以上となって回生抵抗91を無効(切換部92を遮断状態)とした後、モータ23の実所要動力が第1閾値を下回っても引き続き回生抵抗91を無効とし、モータ23の実所要動力が第2閾値(例えば、−100W)以下となったときに回生抵抗91を有効(切換部92を接続状態)とする。第2制御部93は、その後、モータ23の実所要動力が第1閾値以上となったとき、回生抵抗91を無効とする。つまり、第2制御部93による回生抵抗の有効/無効の切り換えの挙動がヒステリシスをもつことになる。これにより、切換部92が接続状態と遮断状態とに頻繁に切り換わることを防止できる。
次に、切換部92の第2の保護対策として採用される構成について説明する。
回転体40(第1回転体410、第2回転体420)の回転数が0rpmとなったとき、理論上は、モータ23(第1モータ231、第2モータ232)に回生動力が発生する。これは、動力伝達機構50にはPTO軸19から動力が入ってくるため、回転体40の回転数を0rpmとするためには、モータ23をPTO軸19から伝達される回転駆動力の方向と逆方向に回転させる必要があるためである。
図26のグラフの左側の縦軸は回転数(rpm)、右側の縦軸は動力(W)、横軸は時間(秒)を示す。但し、左側の縦軸は、指令回転数D0と実回転数D1に適用される。実回転数M1及び実回転数M2は、右側の縦軸の0値を回転数0rpm、0値より上方を正回転の回転数、0値より下方を負の回転数として適用する。
初期状態T1において、回転体40(第1回転体410、第2回転体420)は第1回転数(580rpm)で回転している。つまり、初期状態T1における実回転数D1は、第1回転数(580rpm)である。指令回転数D0は、実回転数D1と一致している。第1モータ231の実回転数M1及び第2モータ232の実回転数M2はいずれも正値であり、第1モータ231及び第2モータ232は正回転している。第1モータ231と第2モータ232の実所要動力の合算値P1は正値であり、モータ23は力行状態にある。切換部92は遮断状態(OFF)となっている。
時間T5において、回転体40(第1回転体410、第2回転体420)の実回転数D1は第3回転数(散布停止回転数)に到達し、時間T5以降の期間(以下、「第4期間TR4)という)では第3回転数に維持されている。第4期間TR4において、第1モータ231の実回転数M1及び第2モータ232の実回転数M2は一定である。第1モータ231と第2モータ232の実所要動力の合算値P1は正値となっており、モータ23は力行状態にある。切換部92は、接続状態(ON)から遮断状態(OFF)に切り換わっている。
言い換えれば、第2制御部93は、モータ23(第1モータ231、第2モータ232)に対する指令回転数が回転体40の回転数を散布停止回転数とするための停止指令回転数となり、且つ、モータ23(第1モータ231、第2モータ232)の実回転数M1,M2が回転体40の回転数を散布停止回転数とするための実停止回転数となったとき(時間T5)に、切換部92を遮断状態としている。
次に、切換部92の第3の保護対策として採用される構成について説明する。
回転体40(第1回転体410、第2回転体420)の回転数が変化している最中(例えば、図26の第1期間TR1,第3期間TR3)は、モータ23の実所要動力が激しく変動する。そのため、第2切換部93による実所要動力の計算(算出)が変動に追従できず、第2制御部93による切換部92の切り換えが正確に行われない或いは無駄に行われるリスクがある。
具体的には、第2制御部93は、複数の回転体(第1回転体410、第2回転体420)の少なくともいずれか1つの回転体(対象回転体)の指令回転数が変化中であって、且つ、前記少なくともいずれか1つの回転体(前記対象回転体)の実回転数が指令回転数を含む所定回転数範囲に達していない場合、切換部92を接続状態とする。
回転体40の指令回転数は、作業停止回転数に設定される。作業装置が散布装置3である場合、回転体40の指令回転数は、散布停止回転数(例えば、0rpm)に設定される。
図19に基づいてインバータのシャットダウン防止のための制御を説明する。インバータ22は、負荷電圧が所定電圧を超えたときに出力を遮断する保護装置を含んでいる。保護装置は、モータ23が減速又は停止したとき、モータ23で発生する回生動力(回生電力)によってインバータ22の負荷電圧が上昇して所定電圧を超えたとき、インバータ22の出力を遮断することによってインバータ22を保護する。つまり、インバータ22は、負荷電圧が所定電圧を超えたときに出力を遮断するフェイルセーフ機能を有している。以下、前記所定電圧を「フェイルセーフ機能閾値電圧」ともいう。
これにより、電力供給回路941の電圧が回路閾値電圧を超えたとき、電力供給回路941を流れる電流は第2配線942を介して回生抵抗91へと流れる。そのため、第2制御部93による切換部92の接続状態への切り換えのタイミングが遅れても、インバータ22の保護装置が作動することが防がれ、インバータ22の出力が遮断されることがない。
次に、図17、図19を用いて回転体40(第1回転体410、第2回転体420)の回転数(実回転数)を検出するための構成について説明する。回転体40の回転数(実回転数)は、回転体40の回転軸40aに回転センサ等の回転検出器を設けることにより検出してもよいが、下記の構成によって検出することが好ましい。
第2制御部93は、取得したPTO軸19の回転数、モータ23(第1モータ231、第2モータ232)の回転数に基づいて、回転体40(第1回転体410、第2回転体420)の回転数を算出する。
ωB2=((1+(63/27)×ωPTO×(58/59)−ωM1/(42×104))/(63/27)/(18×14)/(41×12)
<式(1)>
ωB1=(ωB2×(41/12)+(96/48)×ωM2×(120/77))/(1+(96/48))×(27/14)
次に、上述した回転体40の回転数の算出に用いられるモータ23の回転数の算出方法について説明する。
但し、α+β=1、0<α<1、0<β<1
例えば、α=β=0.5に設定することにより、回転体40の回転数(補正回転数R3)を指令回転数R1と受信回転数R2との中間値として算出することができる。この場合、R3=(R1+R2)/2となる。また、α=βと設定する代わりに、α<βと設定してもよいし、α>βと設定してもよい。
第2制御部93は、時間taにおいて指令回転数R1aと受信回転数R2aとの中間値R3aを補正回転数R3aとして算出し、時間tbにおいて指令回転数R1bと受信回転数R2bとの中間値R3bを補正回転数R3として算出する。ここで、指令回転数R1bは指令回転数R1aに対して増加するが、受信回転数R2bは受信回転数R2aに対して変化しない。これは、第2制御部93は、時間tbにおいて時間taからの指令回転数R1の増加を認識しているが、受信回転数R2の増加を認識(受信)していないためである。第2制御部93が時間ta,tbにて認識している受信回転数R2は時間tg0で受信した受信回転数R2Xである。そのため、第2制御部93は、受信回転数R2a,Rb2として受信回転数R2Xを使用する。つまり、第2制御部93は、時間tg0と時間tg1との間の時期において、時間tg0に受信した受信回転数R2Xを受信回転数R2として使用する。
図30〜図33に示すように、散布装置3は、導風部材96を備えている。導風部材96は、散布部32(第1散布部321、第2散布部322)の駆動により発生する風を回生抵抗91に向けて導く部材である。詳しくは、導風部材96は、受風面を有する板状の部材であって、回転翼40bの回転により発生した風を受風面で受けて、当該受風面に沿わせて流すことで風の方向を変えて回生抵抗91に向けて導く。また、導風部材96は、第1散布部321と第2散布部322のそれぞれの散布方向を規制する機能も有している。
第1導風部材961は、第1回転体410の前方に設けられている。第2導風部材962は、第2回転体420の前方に設けられている。図32に示すように、第1導風部材961及び第2導風部材962は、平面視にて前方に向けて凸形の円弧状を呈している。また、図34に示すように、第1導風部材961及び第2導風部材962は、側面視においても前方に向けて凸形の円弧状を呈している。つまり、導風部材96の受風面は、平面視及び側面視において前方に向けて凸形の円弧状を呈している。また、図33に示すように、第1導風部材961は、後方視において、第1回転体410と、第1回転体410に設けられた回転翼40bの全体とオーバーラップする大きさ(範囲)に設けられている。第2導風部材962は、後方視において、第2回転体420と、第2回転体410に設けられた回転翼40bの全体とオーバーラップする大きさ(範囲)に設けられている。
第1回転体410の回転による散布方向は、第1導風部材961により前方への散布が規制(阻止)されるため、主として左方及び左後方となる。第2回転体420の回転による散布方向は、第2導風部材962により前方への散布が規制(阻止)されるため、主として右方及び右後方となる。但し、第1導風部材961と第2導風部材962は、導風方向及び散布方向を所望の方向に規制することができるものであれば、一部又は全部の構成(位置、数、形状、取り付け構造等)を変更してもよい。また、導風部材96とは別に、第1散布部321と第2散布部322の散布方向を規制するための規制板を設けてもよい。
フレーム97は、上部フレーム97Aと下部フレーム97Bとを有している。
第1導風部材961の左部位961bと、第2導風部材962の右部位962cとは、前部フレーム97aと回転翼40bとの間から、側部フレーム97cに向けて延設され且つ側部フレーム97cに近づくにつれて後方に移行している。以下、第1導風部材961の左部位961bと第2導風部材962の右部位962cとをまとめて「傾斜部103」という。傾斜部103は、第1散布部321及び第2散布部322の駆動により発生した風を側部フレーム97c側へと導く。
また、図30〜図34に示すように、フレーム97には、モータ23に発生した回生動力を消費するための回生抵抗91が取り付けられている。以下、回生抵抗91の配置(取付位置)について説明する。
尚、回生抵抗91の取付位置は、図示した位置には限定されず、散布部32により発生した風は当たるが、散布部32により散布される散布物は当たらない(又は当たりにくい)位置であればよい。例えば、回生抵抗91は、側部フレーム97cを構成する外側板97c2の外面(内側板97c1と反対側の面)に取り付けてもよい。この場合、散布部32により散布される散布物は、内側板97c1と外側板97c2により遮られて回生抵抗91に当たらないが、散布部32により発生した風は側部フレーム97cの下方から回り込んで回生抵抗91に当たる。
図5に示すように、散布装置(作業装置)3は、トラクタ(走行車両)2の後部に設けられた連結装置6に対して連結される。具体的には、フレーム97に設けられた上連結部98A、第1下連結部98B、第2下連結部98Cがそれぞれ、連結装置6のトップリンク6B1、第1ロアリンク6B2L、第2ロアリンク6B2Rと連結される。これにより、トラクタ2の後部に散布装置3が連結される。
トラクタ2側と散布装置3側とを接続するケーブル95は、電力供給ケーブル95Aと信号伝送ケーブル95Bとを含む。
電力供給ケーブル95Aは、トラクタ2の後部に装着された発電機15から発生した電力を散布装置3に供給するためのケーブルである。信号伝送ケーブル95Bは、トラクタ2から散布装置3に信号を送信するためのケーブルであって、農業機械用通信の国際規格であるISOBUSに基づく信号を伝送する。トラクタ2から散布装置3に送信される信号は、例えば、トラクタ2の制御部(車両側ECU)からの制御信号や、トラクタ2に搭載された電装品等からの信号(例えば、センサの検出信号)等である。
信号伝送ケーブル95Bは、トラクタ2と散布装置3とを接続している。信号伝送ケーブル95Bの一端側(出力側)は、第2出力コネクタ107に接続されている。信号伝送ケーブル95Bの他端側(入力側)は、第2入力コネクタ108に接続されている。これにより、信号伝送ケーブル95Bは、第2出力コネクタ107から第2入力コネクタ108へと配策されている。
図6、図7に示すように、第1出力コネクタ37は、車両幅方向において、トップリンク6B1と、車両幅方向の他方(右方)に設けられたリンク部材(第2ロアリンク6B2R、第2リフトアーム6AR、第2リフトロッド6B3R)との間に配置されている。そのため、第1出力コネクタ37に接続した電力供給ケーブル95Aを、トップリンク6B1と上記リンク部材との間を通して上方に延ばすことができる。これにより、電力供給ケーブル95Aが連結装置6と干渉することを回避できる。
図35〜図39に示すように、発電機ユニット12は、アダプタ114を備えている。アダプタ114は、トラクタ2、作業装置3、牽引部材110(以下、まとめて「装着対象物」という)の少なくとも1つ以上(好ましくは2つ以上)に対して装着可能な部材である。アダプタ114を装着対象物に装着することにより、発電機ユニット12を装着対象物に装着することができる。尚、牽引部材110は、作業装置3をトラクタ2の後部に接続する部材であって、トラクタ2により作業装置3を牽引可能とする部材である。
アダプタ114は、発電機ユニット12の装着部33に取り付けられている。詳しくは、アダプタ114は、第1装着部331及び第2装着部332に対して着脱可能に取り付けられている。具体的には、アダプタ114は、第1前板331aに形成された第1装着孔331c及び第2前板332aに形成された第2装着孔332cに対してボルト等によって取り付けられている。
図35、図36は、アダプタ114の第一実施形態を示している。アダプタ114は、縦板部114aと横板部114bとを有している。縦板部114aは発電機ユニット112に対して装着される第1部分131であり、横板部114bは装着対象物に対して装着される第2部分132である。縦板部114aと横板部114bとは、1枚の板により一体に形成されている。縦板部114aは、第1前板331aと第2前板332aとに跨って取り付けられている。横板部114bは、縦板部114aの上端から当該縦板部114aに対して直角に且つ縦板部114aから離れる方向に延設されている。横板部114bには、ボルトを挿通可能な貫通孔(図示略)を形成することができる。
また、本実施形態の場合、アダプタ114は、入力軸24の一方側(第1接続部24a側)に向けて延設されているが、入力軸24の他方側(第2接続部24b側)に向けて延設されていてもよい。また、アダプタ114は、入力軸24と直交する方向(左方及び/又は右方)に向けて延設されていてもよい。
図40に示す例は、散布装置3がスプレッダ3Aである場合の例である。
スプレッダ3Aは、上述した実施形態の散布装置3であって、トラクタ2のPTO軸19からの動力と発電機15からの電力を使用して駆動するハイブリッド式のスプレッダである。
スプレーヤ3Bは、3点リンク機構等の連結装置(図示略)によりトラクタ2の後部に連結されている。スプレーヤ3Bは、タンク116、電動ポンプ117、ブーム118、支持フレーム119を備えている。タンク116は、圃場に散布される薬剤等を貯留する。電動ポンプ117は、タンク116に貯留された薬剤等を送り出す。ブーム118は、電動ポンプ117により送り出された薬剤等を噴霧する噴霧ノズル118aを有している。ブーム118は、使用時にはトラクタ2の車両幅方向(左方と右方)に延びる第1姿勢となり、不使用時には上方に向けて延びる第2姿勢となる。支持フレーム119は、前フレーム119a、後フレーム119b、下フレーム119c、横フレーム119dを有している。支持フレーム119は、タンク116、電動ポンプ117、ブーム118を支持する。また、スプレーヤ3Bは、車両側ECUからの制御信号に基づいて電動ポンプ117等の駆動を制御する駆動制御部を備えている。駆動制御部は、上述した第2制御部93と同様の機能を有するものであり、第1制御部30とは別に設けてもよいし、第1制御部30が駆動制御部の機能を有するものとしてもよい。また、車両側ECUが駆動制御部の機能を有するものとしてもよい。また、駆動制御部は、車両側ECUからの制御信号に依らずに、電動ポンプ117等の駆動を制御してもよい。
アダプタ114は、第一実施形態のアダプタであって、ボルト等により前フレーム119aに固定されている。これにより、発電機ユニット12は、スプレーヤ3Bのフレーム119に装着されている。
牽引部材110は、作業装置3をトラクタ2の後部に接続している。これによって、トラクタ2により作業装置3を牽引可能となっている。
牽引部材110の一端側は、トラクタ2の後部に設けられた牽引ヒッチ(ドローバ等)120に接続されている。牽引部材110の他端側は、作業装置3に接続されている。尚、牽引部材110、牽引ヒッチ120、作業装置3の構成は、図示の構成には限定されない。
発電機ユニット12は、牽引部材110に装着された状態において、入力軸24の第2接続部24bがトラクタ2側を向いている。入力軸24の第2接続部24bは、接続具(ユニバーサルジョイント等)115を介してトラクタ2のPTO出力軸19bと接続されている。発電機15は、入力軸24から入力された動力により駆動して発電する。発電機15から発生した電力は、作業装置3の電動アクチュエータ121に供給され、当該電力により電動アクチュエータ121が駆動される。
アダプタ114は、トラクタ2(ヒッチ122)、作業装置3、牽引部材110のうちの少なくとも1つに対して装着可能であるが、少なくとも2つ(例えば、トラクタ2と作業装置3、トラクタ2と牽引部材110、作業装置3と牽引部材110)に対して装着可能であることが好ましく、全て(3つ)に対して装着可能であることがより好ましい。アダプタ114が、トラクタ2(ヒッチ122)、作業装置3、牽引部材110の全てに対して装着可能である場合、発電機ユニット12を、作業装置3の種類や仕様等に応じて、トラクタ2、作業装置3、牽引部材110に対して選択的に装着することが可能となる。
上述した実施形態の作業装置3、発電機ユニット12、作業機1によれば、以下に述べる効果を奏することができる。
上述した実施形態の作業装置3は、原動機11を備えた走行車両2に連結されて農作業を行う作業装置であって、農作業を行う作業部32と、電力により駆動する電動機(モータ)23と、電動機23の駆動により生じる動力が入力され、且つ入力された動力を作業部32に伝達する動力伝達機構50と、電動機23に発生した回生動力を消費する回生抵抗91と、電動機23と回生抵抗91との接続状態と遮断状態とを切り換える切換部92と、電動機23の駆動及び切換部92の切り換え動作を制御する制御部(第2制御部)93と、を備えている。
この構成によれば、電動機23の駆動により生じる動力と原動機11から供給される動力とを組み合わせて利用する動力伝達機構50を有する作業装置3において、電動機23に発生する回生動力を回生抵抗91により適切に処理することができる。
この構成によれば、電動機23に回生動力が発生するときに、回生動力を回生抵抗91に導いて消費することができるため、回生動力の発生が作業装置3の出力(散布部32の回転等)に悪影響を及ぼすことを効果的に防止できる。
この構成によれば、複数の電動機のうちの少なくとも1つに回生動力が発生するときに、回生動力を回生抵抗91に導いて消費することができる。そのため、複数の電動機を有する作業装置3において、回生動力の発生が作業装置3の出力(散布部32の回転等)に悪影響を及ぼすことを効果的に防止できる。
この構成によれば、複数の電動機の全てに回生動力が発生するときに、回生動力を回生抵抗91に導いて消費することができる。そのため、複数の電動機を有する作業装置3において、回生動力の発生が作業装置3の出力(散布部32の回転等)に悪影響を及ぼすことを効果的に防止できる。
また、電動機23は、複数の電動機(第1モータ231、第1モータ233)を含み、制御部(第2制御部)93は、複数の電動機のうちの少なくとも1つに逆回転の指令を送信するときに、切換部92を接続状態に切り換える。
また、原動機11がエンジン11であり、動力伝達機構50は、エンジン11からの動力がPTO軸19を介して入力される第1入力部(第1遊星キャリア)62と、電動機23の駆動により生じる動力が入力される第2入力部(第1太陽歯車)60と、を有する遊星歯車機構(第1遊星歯車機構)52と、遊星歯車機構52から作業部(散布部)32に対して動力を出力する出力部(出力伝達軸64、分離伝達部65、第1動力伝達部70、第2動力伝達部82)と、を有している。
また、作業装置3は、圃場に肥料を散布する肥料散布装置、圃場に薬剤を散布する薬剤散布装置、圃場に種を播く播種装置、刈り取った作物を集めて成形する成形装置のいずれかである。
また、上述した実施形態の作業機1は、原動機11を備えた走行車両2と、走行車両2に連結されて農作業を行う作業装置3と、を備え、作業装置3は、農作業を行う作業部32と、電力により駆動する電動機23と、電動機23の駆動により生じる動力が入力され、且つ入力された動力を作業部32に伝達する動力伝達機構50と、電動機23に発生した回生動力を消費する回生抵抗91と、電動機23と回生抵抗91との接続状態と遮断状態とを切り換える切換部92と、を有し、走行車両2又は作業装置3は、電動機23の駆動及び切換部92の切り換え動作を制御する制御部(第2制御部)93を備えている。
この構成によれば、電動機23の駆動により生じる動力と原動機11から供給される動力とを組み合わせて利用する動力伝達機構50を有する作業装置3において、電動機23に発生する回生動力を消費する回生抵抗91を冷却することができる。
この構成によれば、回生抵抗91を迅速に且つ効率良く冷却することができる。
また、作業部32は中心軸40a回りに回転する回転翼40bを有し、回生抵抗91は、回転翼40bの周囲の位置に配置されている。
また、作業装置3は、作業部32の回転により発生する風を回生抵抗91に向けて導く導風部材96を備えている。
この構成によれば、導風部材96によって、回転翼40bの回転により発生した風を効率よく回生抵抗91に当てることができる。そのため、回生抵抗91をより効果的に冷却することができる。
この構成によれば、回転翼40bにより散布物を散布した場合、散布物は、回転翼40bから離れるに従って下方に向かう(落下する)ため、回転翼40bによって散布された散布物が回生抵抗91に当たることを効果的に防止することができる。
この構成によれば、回生抵抗91がフレーム97により支持されるため、風を受けて落下する等の不具合を防止できる。また、回生抵抗91が発熱したとき、フレーム97を介して放熱することができる。
この構成によれば、導風部材96をフレーム97により支持することができるため、導風部材96を支持するための部材を別に設ける必要がない。また、導風部材96の位置が安定するため、回転翼40bの回転によって発生する風を、導風部材96によって確実に回生抵抗91に向けて導くことができる。
また、導風部材96は、前部フレーム97aと回転翼40bとの間から側部フレーム97bに向けて延設され且つ側部フレーム97bに近づくにつれて後方に移行する傾斜部103を有しており、回生抵抗91は、平面視において傾斜部103の傾斜方向の延長線L5上に配置されている。
また、作業装置3は、圃場に肥料を散布する肥料散布装置又は圃場に種を播く播種装置である。
また、上述した実施形態の発電機ユニット12は、原動機11及び当該原動機11からの動力を伝達するPTO軸19を備えた走行車両2に装着される発電機ユニットであって、発電機15と、PTO軸19と接続可能な第1接続部24aと、走行車両2に連結される作業装置3と接続可能な第2接続部24bと、を有する入力軸24と、第1接続部24aから入力軸24に入力されたPTO軸19からの動力を発電機15に伝達する伝達機構25と、発電機15、入力軸24、伝達機構25が取り付けられる取付部34と、走行車両2に対して装着可能な装着部33と、を有する取付フレーム26と、を備えている。
この構成によれば、発電機ユニット12を作業装置3に対して装着することができる。そのため、走行車両2に発電機ユニット12を装着できない場合であっても、発電機ユニット12を作業装置3に装着して発電機15からの電力を作業装置3に供給することができる。
この構成によれば、発電機ユニット12を牽引部材110に対して装着することができる。そのため、走行車両2や作業装置3に発電機ユニット12を装着できない場合であっても、発電機ユニット12を牽引部材110に装着して発電機15からの電力を作業装置3に供給することができる。
この構成によれば、発電機ユニット12を作業装置3や牽引部材110だけでなく、走行車両2の後部に設けられたヒッチ122に対しても装着可能となるため、発電機ユニット12の装着箇所を選択して最適な箇所に装着することができる。
この構成によれば、発電機ユニット12を装着部33を介して走行車両2のミッションケース10に対して装着することができる。そのため、走行車両2が作業装置3を連結するための連結装置(リンク機構等)を備える場合、当該連結装置を使用せずに発電機ユニット12を走行車両2に装着することができる。言い換えれば、走行車両2に対して発電機ユニット12を装着した場合でも、走行車両2に対して作業装置3を連結することができる。従って、走行車両2に装着した発電機ユニット12から、走行車両2に連結した作業装置3に対して電力を供給することができる。
この構成によれば、発電機15が第1装着部331と第2装着部332との間(ラダーヒッチの内側)に配置されることにより、発電機15が走行車両2の後部に設けられる3点リンク機構等の連結装置6等と干渉することが防がれる。
この構成によれば、発電機15から出力される電力を、発電機ユニット12のコネクタ37からケーブル95Aを介して作業装置3に供給することができる。また、コネクタ37が第1装着部331と第2装着部332との間(ラダーヒッチの内側)に配置されることにより、コネクタ37や当該コネクタ37に接続されるケーブルが走行車両2の後部に設けられる3点リンク機構等の連結装置6等と干渉することが防がれる。
この構成によれば、発電機ユニット12の制御部30により、発電機15からコネクタ37への電力の出力を制御することで、作業装置3への電力の供給を制御することができる。
また、発電機15は、出力電圧が60V以下である。
この構成によれば、絶縁対策を必要としない。また、安全性に優れており、消費電力を削減することもできる。さらに、発電機15を小型化、軽量化することもできる。
発電機15の出力電圧を48V以下とすることにより、自動車の電動化技術を適用することができる。また、農作業に使用される様々な種類の作業装置3に対して電力を供給して駆動させることができる。
また、発電機ユニット12は、走行車両2に連結される作業装置3が、圃場に散布物を散布する散布装置、圃場に種を播く播種装置、刈り取った作物を集めて成形する成形装置のいずれかである。
また、散布装置3が、肥料散布装置又は薬剤散布装置である。
この構成によれば、発電機ユニット12を肥料散布装置(スプレッダ)又は薬剤散布装置(スプレーヤ)に装着して、発電機ユニット12から供給される電力によって肥料散布装置又は薬剤散布装置を駆動することができる。
この構成によれば、上述した優れた効果を奏する発電機ユニット12を備えた作業機1を実現することができる。
この構成によれば、発電機15を取付部34や装着部33と一体化された発電機ユニット12として走行車両2に対して装着することができる。そのため、発電機15を走行車両2に対して容易に着脱することが可能となる。また、電力供給ケーブル95Aによって、走行車両2に装着された発電機ユニット12から作業装置3に電力を供給することができる。
この構成によれば、入力軸24の第1接続部24aをPTO軸19と接続することによって、PTO軸19からの動力を伝達機構25を介して発電機15に伝達することができるため、発電機15からの電力を使用して作業装置3を駆動することができる。また、入力軸24の第2接続部24bに作業装置3を接続することにより、PTO軸19の動力により作業装置3を駆動することができる。
また、第2出力コネクタ107は、第1出力コネクタ37の上方に配置され、電力供給ケーブル95Aは、第1出力コネクタ37から上方に延びて第2出力コネクタ107の近傍を通って第1入力コネクタ106へと配策されている。
この構成によれば、第1出力コネクタ37と第2出力コネクタ107との距離が短くなるため、電力供給ケーブル95Aと信号伝送ケーブル95Bとが結束されていない部分を短くすることができる。そのため、電力供給ケーブル95A及び信号伝送ケーブル95Bの配策の容易化と配策スペースの削減を、より確実に達成することができる。
この構成によれば、第1出力コネクタ37の接続部37aに対して、電力供給ケーブル95Aを上方から容易に接続して配策することができる。また、第1出力コネクタ37から電力供給ケーブル95Aを上方に延ばして第2出力コネクタ107の近傍に配策することが容易となる。
また、電力供給ケーブル95A及び信号伝送ケーブル95Bは、結束部材109により結束された状態で連結装置6の上方を通って作業装置3側へと配策されている。
また、作業装置3は、電動機23の動作を制御するインバータ22と、インバータ22に接続され且つインバータ22を介して電動機23に電力を供給する電力供給回路941と、を備え、インバータ22は、負荷電圧が所定電圧を超えたときに出力を遮断する保護装置を含み、制御部(第2制御部)93は、電力供給回路941の電圧が、電力供給回路941の定格電圧と所定電圧との間に設定される閾値電圧を超えたときに切換部92を接続状態に切り換える。
また、原動機11の動力はPTO軸19を介して動力伝達機構50に入力され、制御部(第2制御部)93は、電動機23の回転数及びPTO軸19の回転数に基づいて回転体40の回転数を算出する。
また、作業装置3は、電動機23の動作を制御するインバータ22と、インバータ22に接続され且つインバータ22を介して電動機23に電力を供給する電力供給回路941と、電動機23の回転数を検出する検出器140と、を備え、制御部(第2制御部)93は、当該制御部93から電動機23の回転数を制御するためにインバータ22に送信する指令回転数と、検出器140で検出され且つインバータ22から受信する受信回転数とに基づいて、回転体40の回転数を算出する。
また、制御部(第2制御部)93は、回転体40の回転数を指令回転数と受信回転数との間の値として算出する。
この構成によれば、回転体40の回転数をより精度良く算出することができる。
この構成によれば、作業装置3が肥料散布装置、薬剤散布装置、播種装置、成形装置のいずれかである場合において、ケーブル95A,95Bと走行車両2の後部に設けられた可動部(連結装置6、PTO軸19)との接触を回避できる。また、インバータ22の保護装置が意図に反して作動することが防がれ、インバータ22の出力が遮断されることがない。また、回転体40の回転数を検出するための装置構成を簡素化することができる。
この構成によれば、上記効果を奏する作業装置3を備えた作業機1を提供することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
2 走行車両
3 作業装置
11 原動機(エンジン)
19 PTO軸
23 電動機(モータ)
231 第1モータ
232 第2モータ
32 作業部(散布部)
50 動力伝達機構
52 遊星歯車機構(第1遊星歯車機構)
57 第2入力部(第1軸)
62 第1入力部(第1遊星キャリア)
64 出力部(出力伝達軸)
91 回生抵抗
92 切換部
93 制御部(第2制御部)
140 検出器
Claims (15)
- 原動機を備えた走行車両に連結されて農作業を行う作業装置であって、
農作業を行う作業部と、
電力により駆動する電動機と、
前記電動機の駆動により生じる動力が入力され、且つ入力された動力を前記作業部に伝達する動力伝達機構と、
前記電動機に発生した回生動力を消費する回生抵抗と、
前記電動機と前記回生抵抗との接続状態と遮断状態とを切り換える切換部と、
前記電動機の駆動及び前記切換部の切り換え動作を制御する制御部と、
を備えている作業装置。 - 前記電動機は、前記走行車両から供給される電力により駆動し、
前記動力伝達機構は、前記電動機の駆動により生じる動力と前記原動機から供給される動力とが入力される請求項1に記載の作業装置。 - 前記制御部は、
前記回生動力が発生するときに前記切換部を接続状態に切り換え、
前記回生動力が消滅したときに前記切換部を遮断状態に切り換える請求項1又は2に記載の作業装置。 - 前記電動機は、複数の電動機を含み、
前記制御部は、前記複数の電動機のうちの少なくとも1つに回生動力が発生するときに、前記切換部を接続状態に切り換える請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記電動機は、複数の電動機を含み、
前記制御部は、前記複数の電動機の全てに回生動力が発生するときに、前記切換部を接続状態に切り換える請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記電動機は、複数の電動機を含み、
前記制御部は、
前記複数の電動機の全てに回生動力が発生したとき、及び、
前記複数の電動機のうち一の電動機に回生動力が発生し且つ他の電動機に力行動力が発生し、且つ前記一の電動機に生じた回生動力が前記他の電動機に生じた力行動力を上回るとき、
に前記切換部を接続状態に切り換える請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記電動機は、複数の電動機を含み、
前記制御部は、前記複数の電動機のうちの少なくとも1つに逆回転の指令を送信するときに、前記切換部を接続状態に切り換える請求項1〜3のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記原動機がエンジンであり、
前記動力伝達機構は、
前記エンジンからの動力がPTO軸を介して入力される第1入力部と、前記電動機の駆動により生じる動力が入力される第2入力部と、を有する遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構から前記作業部に対して動力を出力する出力部と、を有している請求項1〜7のいずれか1項に記載の作業装置。 - 原動機を備えた走行車両と、
前記走行車両に連結されて農作業を行う作業装置と、
を備え、
前記作業装置は、
農作業を行う作業部と、
電力により駆動する電動機と、
前記電動機の駆動により生じる動力が入力され、且つ入力された動力を前記作業部に伝達する動力伝達機構と、
前記電動機に発生した回生動力を消費する回生抵抗と、
前記電動機と前記回生抵抗との接続状態と遮断状態とを切り換える切換部と、を有し、
前記走行車両又は前記作業装置は、前記電動機の駆動及び前記切換部の切り換え動作を制御する制御部を備えている作業機。 - 前記電動機の動作を制御するインバータと、
前記インバータに接続され且つ前記インバータを介して前記電動機に電力を供給する電力供給回路と、
を備え、
前記インバータは、負荷電圧が所定電圧を超えたときに出力を遮断する保護装置を含み、
前記制御部は、前記電力供給回路の電圧が、前記電力供給回路の定格電圧と前記所定電圧との間に設定される閾値電圧を超えたときに前記切換部を接続状態に切り換える請求項1〜8のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記原動機の動力はPTO軸を介して前記動力伝達機構に入力され、
前記制御部は、前記電動機の回転数及び前記PTO軸の回転数に基づいて前記回転体の回転数を算出する請求項1〜8,10のいずれか1項に記載の作業装置。 - 前記電動機の動作を制御するインバータと、
前記インバータに接続され且つ前記インバータを介して前記電動機に電力を供給する電力供給回路と、
前記電動機の回転数を検出する検出器と、
を備え、
前記制御部は、当該制御部から前記電動機の回転数を制御するために前記インバータに送信する指令回転数と、前記検出器で検出され且つ前記インバータから受信する受信回転数とに基づいて、前記回転体の回転数を算出する請求項11に記載の作業装置。 - 前記制御部は、前記回転体の回転数を前記指令回転数と前記受信回転数との間の値として算出する請求項12に記載の作業装置。
- 前記作業装置は、圃場に肥料を散布する肥料散布装置、圃場に薬剤を散布する薬剤散布装置、圃場に種を播く播種装置、刈り取った作物を集めて成形する成形装置のいずれかである請求項1〜8,10〜13のいずれか1項に記載の作業装置。
- 原動機を備えた走行車両と、
前記走行車両に連結されて農作業を行う作業装置と、
を備え、
前記作業装置が請求項10〜14のいずれか1項に記載の作業装置である作業機。
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EP4119380A1 (de) * | 2021-07-14 | 2023-01-18 | MARTIN Special Technics GmbH | Steuerungsanlage für variable drehzahlen eines kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug mit einer deartigen stromerzeugungsanlage |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003209990A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Hitachi Ltd | モートルの速度制御装置 |
JP2010106513A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | ハイブリッド作業機械 |
JP2010183714A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Tamagawa Seiki Co Ltd | サーボドライバ |
JP6214806B1 (ja) * | 2017-06-28 | 2017-10-18 | 株式会社クボタ | 散布装置 |
Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
EP1995855B1 (en) * | 2007-05-21 | 2014-05-14 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric motor, power apparatus using the same, and self-propelled snow remover |
JP5215956B2 (ja) * | 2008-09-03 | 2013-06-19 | 日立建機株式会社 | ダンプトラック |
AU2011277754B8 (en) * | 2010-07-15 | 2014-04-10 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Electric working vehicle |
JP2013048608A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Kokusan Denki Co Ltd | 電動式作業車両 |
JP2013126383A (ja) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Iseki & Co Ltd | 草刈機 |
JP2014054117A (ja) * | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 電気駆動式ダンプトラック |
JP2016086727A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | ヤンマー株式会社 | 圃場管理車両 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003209990A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-07-25 | Hitachi Ltd | モートルの速度制御装置 |
JP2010106513A (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Kobelco Contstruction Machinery Ltd | ハイブリッド作業機械 |
JP2010183714A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Tamagawa Seiki Co Ltd | サーボドライバ |
JP6214806B1 (ja) * | 2017-06-28 | 2017-10-18 | 株式会社クボタ | 散布装置 |
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